复杂几何边界三维粘性内流问题的计算方法及算例

AN ANALYSIS METHOD AND APPLICATIONS FOR 3-D VISCOUS INTERNAL FLOWS WITH COMPLEX GEOMETRY

一、引言 本文企图发展一种能够计算具有复杂几何边界三维粘性内流问题的通用方法,为深入研究叶轮机械内部流动损失机理打下一定的理论基础。为此,本文首先对求解三维粘性流动问题的数值方法进行了探讨,发展了以速度逆变分量为求解变量,在任意非正交曲线坐标系下求解三维定常不可压缩时均N-S方程以及K-ε双方程紊流模型方程的有效数值方法。然后利用本文作者提出的计算三维内流问题的通用附体坐标系,完成了一套计算三维粘性内流问题的通用方法和计算机程序。为检验本文发展的数值分析方法的通用性和精度,对几种不同的流动问题进行了计算,结果令人满意。

This paper develops an analysis method for 3-D incompressible viscous flows, which uses the contravariant compenents on a staggered grid as the dependent variables of the governing equations in general non-orthogonal curvilinear coordinates. Two calculation examples are carried out for 3-D viscous flows in a centrifugal impeller and a bend duct to test the method developed by this paper.